Akumuliatoriai - tai įrenginiai, skirti kaupti, išsaugoti bei atpalaiduoti tam tikros rūšies energiją. Nuo automobilio užvedimo iki nuotolinio valdymo pultelių maitinimo ir net saulės energijos kaupimo - akumuliatoriai yra neatsiejama šiuolaikinio gyvenimo dalis. Šiandien akumuliatorių pasirinkimas yra platus ir įvairus, o kiekvienas akumuliatorių tipas suteikia išskirtinių privalumų skirtingoms naudojimo sritims. Norint priimti pagrįstus sprendimus, labai svarbu suprasti kiekvieno akumuliatorių tipo savybes.
Akumuliatorių tipai
Akumuliatoriai skiriasi keliais aspektais, kurie atsispindi naujausioje akumuliatorių klasifikacijoje. Struktūriškai jie yra nedidelis elektros energijos šaltinis, kurį galima įkrauti ir pakartotinai naudoti prietaisams maitinti. Įkraunamos baterijos veikia dėl grįžtamųjų redokso reakcijų, kurios vyksta įkraunant elementus.
Klasifikacija pagal priežiūros poreikį
- Tiems, kuriems reikalinga priežiūra: Šiuos akumuliatorius reikia retkarčiais papildyti šviežiu distiliuotu vandeniu ir tikrinti elektrolito būklę, nes priešingu atveju dėl sulfatacijos proceso įvyks ankstyvas gedimas. Aptarnaujami akumuliatoriai buvo naudojami pirmajam montavimui automobiliuose, pagamintuose iki 2005 metų. Jie tebeegzistuoja rinkoje, tačiau yra pigiausi produktai. Jie yra pagaminti naudojant švino-rūgšties technologiją ir reikalauja aptarnavimo, kuris apima elektrolito tankio tikrinimą (areometru), o taip pat elektrolito lygio papildymą, įpilant į akumuliatorių distiliuoto vandens. Tai yra pavojinga (dėl rūgšties) ir reikalauja apsauginės aprangos naudojimo.
- Be priežiūros: Šio tipo akumuliatorių nereikia papildyti distiliuotu vandeniu arba matuoti elektrolito tankio, juos patogiau naudoti, tačiau jų trūkumas yra tas, kad gilus išsikrovimas gali juos visiškai išjungti. Neaptarnaujami akumuliatoriai taip pat gali būti pagaminti naudojant švino-rūgšties technologiją, bet tam tikros modifikacijos leidžia juose papildomai naudoti sidabro-kalcio lydinį (teigiamas rėmelis) ir kalcį (neigiamas rėmelis). Taip pat yra gaminami neaptarnaujami akumuliatoriai, pagaminti naudojant gelio technologiją - tokios baterijos yra atsparesnės išsikrovimui. Rūpestis neaptarnaujamais akumuliatoriais apsiriboja korpuso ir gnybtų valymu. Nieko nereikia pilti. Neaptarnaujami akumuliatoriai turi hermetiškai uždarą korpusą ir kadangi nėra jokios galimybės elektrolitui garuoti, į juos nereikia nieko pilti. Juos naudoti yra saugiau.
- Įkraunama sausuoju būdu: Tai eksploatuoti tinkamų elementų tipas, kurie parduodami neužpildyti elektrolitu: įkrauti reikia prieš pat pradedant naudoti akumuliatorių. Šios įkraunamos baterijos yra lengvos, ilgiau tarnauja ir jas galima įsigyti iš anksto, nes gerokai sumažėja savaiminio išsikrovimo rizika.
Klasifikacija pagal elektrolito tipą
Medžiaga gali būti skysta, želatininė arba absorbuota. Pavyzdžiui, švino rūgšties akumuliatorių sudėtyje yra sieros rūgšties tirpalas, nikelio-kadmio akumuliatorių ir nikelio-cinko elementų sudėtyje yra kalio hidroksido su ličio hidroksido priedais. Ličio druskos naudojamos kaip elektrolitas joninėse baterijose. Kietieji elektrolitiniai elementai naudojami rečiau: jie yra brangesni. Veiksmingiausi akumuliatoriai yra su gelio ir skystu elektrolitu.
AGM (Absorbent Glass Mat) akumuliatoriai
AGM (angl. Absorbent Glass Mat) akumuliatoriai - tai švino rūgštinių akumuliatorių porūšis, teigiamai vertinamas dėl savo puikių eksploatacinių savybių ir ilgaamžiškumo. Tarp AGM akumuliatoriaus švino plokštelių yra stiklo pluošto kilimėlis, kuris sugeria elektrolitą, todėl akumuliatorius yra atsparus išsiliejimui ir saugesnis už tradicinius švino rūgšties akumuliatorius. AGM technologijos akumuliatoriai yra ypatingai atsparūs apkrovoms, atsparūs giliam iškrovimui. Starto metu atiduodama galia yra žymiai didesnė dėl mažos vidinės varžos. O be to, dar ir 4-5 kartus greičiau įsikrauna, nei įprastiniai rūgštiniai akumuliatoriai, bei praktiškai neturi savaiminio išsikrovimo. Įspūdingas ir AGM atlaikomų užvedimų skaičius- daugiau nei 300.000! AGM technologijos akumuliatoriai - maksimaliai galingi ir draugiški aplinkai. Jei į transporto priemonę gamykloje buvo sumontuotas AGM technologijos akumuliatorius, jo negalima pakeisti kitokios technologijos akumuliatoriumi.
Geliniai akumuliatoriai
Geliniai akumuliatoriai - tai akumuliatoriai, kuriuose elektrolitas yra sulaikomas silicio dioksido gelio sluoksnyje, todėl jie yra atsparūs nuotėkiui ir neišsilieja. Jie veikia taip, kad užtikrintų nuolatinę srovę. Geliniai akumuliatoriai suprojektuoti taip, kad kiekvieną kartą išsikrautų giliai. Geliniai akumuliatoriai gali atlaikyti keletą šimtų visiško išsikrovimo/įkrovimo ciklų.
Ličio jonų akumuliatoriai (Li-ion)
Ličio jonų akumuliatoriai (Li-ion akumuliatoriai, ličio akumuliatoriai) vis dažniau pasirenkami dėl išskirtinių savo savybių. Ličio akumuliatoriai pasižymi dideliu energijos tankiu, lengvumu ir galimybe juos įkrauti daug kartų (li-ion akumuliatoriai išlaiko apie 1 000 iškrovimo ir įkrovimo ciklų). LiFePO4 (ličio geležies fosfato) akumuliatoriai yra atsparesni giliems išsikrovimams, tačiau jų celės gali būti negrįžtamai pažeistos, jei įtampa nukrenta žemiau 10V.
Gilaus iškrovimo akumuliatoriai
Gilaus iškrovimo akumuliatoriai veikia taip, kad užtikrintų nuolatinę srovę. Gilaus iškrovimo akumuliatoriai suprojektuoti taip, kad kiekvieną kartą išsikrautų giliai. Gilaus iškrovimo akumuliatoriai gali atlaikyti keletą šimtų visiško išsikrovimo/įkrovimo ciklų. Gilaus iškrovimo akumuliatoriai dažniausiai naudojami atsinaujinančiosios energijos sistemose, pavyzdžiui, kaip akumuliatoriai saulės elektrinei.
Pagrindiniai dydžiai
Baterijos gali būti cilindro, disko, tabletės arba lygiagretaus vamzdžio formos: tai populiariausi variantai. Taip pat yra daug AA ir AAA dydžių, o dažniausiai pasitaikantys tipai yra šie:
- Cilindriniai įkraunami akumuliatoriai: Jų formatas yra AA (pirštas) ir AAA (mažylis), pirmojo matmenys 50,5 x 14,5 mm, o antrojo - 44,5 x 10,5 mm. Jie naudojami fotografijos ir garso įrangai aptarnauti ir nešiojamiesiems prietaisams įkrauti.
- Lygiagretaus vamzdžio formos akumuliatoriai: Dar žinomi kaip "Crona". Jie yra 48,5 x 26,5 x 17,5 mm dydžio ir naudojami dideliems laikrodžiams, radijo imtuvams, multimetrams ir įvairios paskirties elektroniniams prietaisams.
- Akumuliatoriai, pažymėti AG0-AG13 etiketėmis: Jų dydis svyruoja nuo 4,6 × 2,2 mm iki 11,6 × 5,4 mm. Jie naudojami rankiniams ir staliniams laikrodžiams, domofonams, žadintuvams ir kitai įrangai, kuriai reikalingas kompaktiškas akumuliatorius, įkrauti.
Populiariausios yra pirštų ir pirštukų baterijos, kuriomis aprūpinami mobilieji ir nešiojamieji įrenginiai, laikrodžiai, foto, vaizdo, garso įranga ir kitų tipų įranga.
Kaip pasirinkti įkraunamas baterijas?
Renkantis šiuos gaminius reikėtų atsižvelgti į šiuos veiksnius:
- Temperatūros įvertinimas: Jei planuojate naudoti baterijas žemoje arba, priešingai, per aukštoje temperatūroje veikiantiems prietaisams maitinti, geriau rinktis nikelio-kadmio prietaisus.
- Gyvenimo trukmė: Ilgiausiai tarnauja nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai ir ličio-polimero akumuliatoriai.
- Į akumuliatorių tiekiama įtampa: Jį reikia pasirinkti pagal prietaiso, kuriame bus montuojami galvaniniai elementai, reikalavimus.
- Įrenginio, kuriam bus perkamos baterijos, tipas: Nuo to priklauso akumuliatoriaus gaminio forma ir dizainas.
- Įkrovimo ir iškrovimo ciklų kiekis ir skaičius.
Tinkamai parinkti akumuliatoriai užtikrina kuo ilgesnį įrangos tarnavimo laiką, todėl sutaupoma techninės priežiūros išlaidų.
Akumuliatoriai automobiliams
Tinkamai veikianti baterija užtikrina tiek benzininio, tiek dyzelinio variklio veikimą. Ir tai vyksta ne tik žiemą, bet ištisus metus. Dėl šios priežasties vairuotojas turi būti pasiruošęs pakeisti savo automobilio akumuliatorių, nustačius jo stiprų susidėvėjimą. Akumuliatoriaus gedimo negalima nepaisyti dėl paprastos priežasties: automobilis privalo būti patikimas. Jo variklis privalo užsikurti po kiekvieno raktelio pasukimo spynelėje arba po kiekvieno „start engine“ mygtuko nuspaudimo. O jei po automobilio variklio gaubtu yra stipriai susidėvėjęs akumuliatorius, vietoje įprasto veikiančio variklio garso vairuotojas gali išgirsti liūdną starterio, kuris negali „išjudinti“ alkūninio veleno, barškėjimą. Ir taip nutinka ne tik žiemą, po šaltos nakties - akumuliatorius taip pat gali atsisakyti veikti ir vasaros viduryje.
Kada vairuotojas turi būti pasirengęs pakeisti akumuliatorių?
Šis eksploatacinis elementas yra veikiamas senėjimo ir susidėvėjimo procesų. Galima teigti, kad standartinis akumuliatoriaus eksploatacijos laikotarpis siekia 5 metus. Jis gali būti ilgesnis, jei akumuliatorius yra geros kokybės, o vairuotojas tinkamai juo rūpinasi. Vis dėlto akumuliatoriaus tarnavimo laikas taip pat gali būti ir gerokai trumpesnis. Eksploatacijos laikotarpį labai sutrumpina stiprus iškrovimas (pvz., šaltyje arba ilgai neeksploatuojant automobilio bet kuriuo metų laiku), nuolatinis nepilnas įkrovimas (dėl automobilio eksploatavimo važiuojant trumpus atstumus arba dėl generatoriaus problemų), nestabilus pagrindas, neatsargi „reanimacija“ neužkūrus variklio (netinkamas paleidimo laidų arba startinės baterijos prijungimas - pliuso su minusu apkeitimas), purvinas korpusas, oksiduoti poliai, aprūdiję masės laidų kontaktai, krovimas per didele srove (paprasčiausiais lygintuvais), o taip pat netinkamas įrenginio parinkimas automobiliui (per mažos talpos akumuliatorius). Taip pat akumuliatoriaus eksploatacijos laikotarpį gali sutrumpinti prasta variklio pagalbinės įrangos būklė. Pavyzdžiui, stipriai susidėvėjęs starteris arba generatorius.
Kaip tinkamai parinkti akumuliatorių automobiliui?
Visi akumuliatoriai atrodo panašiai. Dažniausiai tai juoda arba sidabrinė plastikinė dėžutė su viršutinėje dalyje išvestais poliais ir sudedama rankena, kuri skirta patogiam pernešimui. Brangesnėse versijose su įmontuotu testeriu akumuliatorius turi lemputę „akutę“, kuri šviečia žaliai, kai akumuliatorius yra įkrautas, raudonai - jam išsikrovus ir juodai - visiškai išsikrovus. Nepakanka nueiti į prekybos centrą arba automobilių dalių parduotuvę ir pasirinkti pirmą pasitaikiusią „dėžutę“ už patrauklią kainą. Naujo automobilio akumuliatoriaus įsigijimas turėtų būti labai gerai apgalvotas. Per didelės talpos ar netinkamos konstrukcijos akumuliatoriaus pasirinkimas gali būti susijęs su nereikalingomis išlaidomis. Dažnai atsitinka, kad nemažai vairuotojų pamiršta apie šį aspektą.
Pagrindiniai automobilio akumuliatoriaus parametrai
Populiariausiuose ir dažniausiai perkamuose automobiliuose gamintojas nurodo penkis pagrindinius automobilio baterijos parametrus:
- Akumuliatoriaus talpa, išreikšta Ah (ampervalandėmis): Negalima naudoti akumuliatorių, kurių talpa yra mažesnė, nei rekomenduoja gamintojas. Tačiau galima naudoti kiek didesnės talpos akumuliatorių, bet ne daugiau nei 10 procentų.
- Paleidimo srovė, išreikšta A (amperais): Akumuliatoriai, naudojami automobiliuose su dyzeliniais varikliais, privalo užtikrinti didesnę paleidimo srovę, nei tie, kurie naudojami benzininiuose varikliuose. Paleidimo srovė yra labai svarbus parametras, kurį privalo užtikrinti akumuliatorius. Maksimali paleidimo srovė turi būti išlaikoma iki 10 sekundžių. Srovė yra reikalinga maitinti starterį, kuris privalo užtikrinti atitinkamą alkūninio veleno sukimosi greitį, kitaip nepavyks užkurti variklio.
- Tvirtinimo būdas: Gamintojai naudoja „B“ žymėjimą, apibūdinantį akumuliatoriaus pado numatytąjį dydį (t. y. jo pagrindo dydį). Išimtį sudaro retai pasitaikantys sumažinti akumuliatoriai, kurie šiais laikais retai naudojami. Šio parametro būtina besąlygiškai laikytis. Po šiuolaikiškų automobilių variklių gaubtais yra labai mažai vietos, tad didesnio akumuliatoriaus montavimas daugeliu atvejų bus paprasčiausiai neįmanomas.
- Polių tipas: Tipiniuose automobiliuose yra naudojami standartiniai poliai - vadinamasis tipas 1. Nedaugelyje sumažinti - tipas 3. Čia kalbama apie akumuliatoriaus polių pirštų skersmenį.
- Akumuliatoriaus generuojama įtampa: Lengvųjų automobilių įtampa sudaro 12 V. Akumuliatoriai, naudojami sunkvežimiuose, generuoja 24 V įtampą.
Aukščiau pateikėme pagrindinius parametrus, į kuriuos turi atsižvelgti vairuotojas, pirkdamas naują akumuliatorių.
Akumuliatoriai automobiliams su „Start-Stop“ sistemomis
Vis daugiau šiuolaikinių automobilių turi sistemas „Start-Stop“. Šios sistemos paskirtis - išjungti variklį, kai vairuotojas įjungia neutralią pavarą (pvz., stovint prie raudono šviesoforo signalo) ir jį įjungti, kai vairuotojas įjungia pirmąją pavarą. Akumuliatorius automobilyje su sistema „Start-Stop“ privalo po variklio išjungimo palaikyti daugybės sistemų darbą, pvz., šildymo, kondicionavimo, apšvietimo, saugos sistemų. Be to, privalo turėti didelę talpą tam, kad važinėjant mieste, keliolika (arba daugiau) kartų užtikrintų pakankamą srovę starteriui. Akumuliatoriai skirti automobiliams su sistemomis „Start-Stop“ yra brangesni už savo standartinius atitikmenis. Šiuo atveju yra naudojami įrenginiai EFB - angl. Enhanced Flooded Battery.
Akumuliatoriai automobiliams (visų pirma, hibridiniams) su stabdymo energijos atgavimu
Hibridiniuose automobiliuose su vidaus degimo - elektrine pavara (dažniausiai benzininis variklis ir pagalbinis elektrinis), yra naudojamos sistemos, atgaunančios stabdymo energiją. Tokie automobiliai reikalauja specialiųjų AGM akumuliatorių naudojimo (angl. Absorbent Glass Matt), kuriuose elektrolitas yra absorbuojančioje stiklo pluošto medžiagoje.
Akumuliatoriai visureigiams ir sportiniams automobiliams
Kaip jau žinome iš mūsų ankstesnių straipsnių, akumuliatoriai bijo drėgmės, o taip pat smūgių, kurie turi griaunamąjį poveikį. Dėl to gamintojai siūlo specialius akumuliatorius visureigiams ir sportiniams automobiliams. Jie yra atsparūs smūgiams, pasvirimams ir drėgmei.
Kokia akumuliatoriaus kaina?
Pažvelkime į skirtingos talpos akumuliatorius:
- 40-50 Ah: nuo 45 EUR iki 55 EUR
- 50-60 Ah: nuo 50 EUR iki 70 EUR
- 60-70 Ah: nuo 60 EUR iki 85 EUR
- 70-77 Ah: nuo 70 EUR iki 100 EUR
- 77-80 Ah: nuo 75 EUR iki 105 EUR
- 80-90 Ah: nuo 77 EUR iki 110 EUR
- 90-100 Ah: nuo 89 EUR iki 123 EUR
- 100-110 Ah: nuo 93 EUR iki 145 EUR
Naujo automobilio akumuliatoriaus keitimas
Naujos klasės automobilio akumuliatoriaus keitimas yra susijęs su diagnostinio kompiuterio prijungimu prie OBDII lizdo. Mechanikas privalo įvesti naujo įrenginio duomenis. Savarankiškas montavimas šiuo atveju netinka, nes keitimą turi atlikti atitinkamai įrengtos automobilių dirbtuvės. Tik tinkamai parinktas ir sumontuotas akumuliatorius atliks savo užduotį! Akumuliatorių reikia tinkamai parinkti ir sumontuoti. Norint, kad baterija tarnautų tinkamai, verta iš karto sumontuoti naujus gnybtus. Tinkamam akumuliatoriaus veikimui didelę reikšmę turi generatoriaus ir jį varančio diržo būklė. Taip pat problemų gali sukelti surūdiję masės laidų gnybtai. Jei juos reikia pakeisti, visus veiksmus gali atlikti mechanikas. Jei kilo problemų savarankiškai parenkant įrenginį ir jį montuojant, verta pasinaudoti specialisto pagalba. Tai leis išvengti daugybės problemų ir pailgins mūsų automobilio baterijos tarnavimo laikotarpį.
Kaip pakeisti automobilio akumuliatorių
Akumuliatorių apsauga nuo giliojo išsikrovimo
Akumuliatorių apsauga nuo giliojo išsikrovimo yra būtina, nes giliai išsikrovęs akumuliatorius gali prarasti iki 60% savo tarnavimo laiko. Statistika atskleidžia nerimą keliančius skaičius: net 78% priešlaikinių akumuliatorių gedimų visureigių bendruomenėse yra susiję su giliu išsikrovimu. Tipinis AGM akumuliatorius, kuris reguliariai išsikrauna žemiau 10.5V, praras daugiau nei 40% savo projektinio tarnavimo laiko po vos 50-80 gilaus išsikrovimo ciklų. Švino-rūgštiniuose akumuliatoriuose (tradiciniuose, AGM ar GEL) gilaus išsikrovimo metu vyksta sulfatacijos procesas - švino plokštėse formuojasi nebeištirpstantys švino sulfato kristalai, kurie mažina akumuliatoriaus talpą. LiFePO4 (ličio geležies fosfato) akumuliatoriai yra atsparesni giliems išsikrovimams, tačiau jų celės gali būti negrįžtamai pažeistos, jei įtampa nukrenta žemiau 10V.
Išsikrovimo apsaugos įrenginiai
Išsikrovimo apsaugos įrenginiai (arba BMS - Battery Management Systems) nuolat stebi akumuliatoriaus įtampą ir automatiškai atjungia apkrovą, kai įtampa nukrenta žemiau nustatytos ribos. Pagrindiniai tipai yra relės tipo atjungėjai, elektroniniai voltažo sargai, integruoti BMS moduliai ir programuojami akumuliatorių kontroleriai.
- Relės tipo akumuliatorių atjungėjai (Battery Isolators): Mechaniškai atjungia akumuliatorių nuo apkrovos, kai įtampa nukrenta žemiau nustatytos ribos. Tai paprastas ir patikimas sprendimas, kuris tinka daugumai automobilių maitinimo sistemų.
- Elektroniniai voltažo sargai: Nuolat stebi akumuliatoriaus įtampą ir išjungia grandinę elektroniškai, be mechaninių judančių dalių. Jie veikia greičiau ir tiksliau nei relės tipo atjungėjai.
- Integruoti BMS moduliai: Ypač populiarūs su LiFePO4 akumuliatoriais, šie įrenginiai ne tik apsaugo nuo giliojo išsikrovimo, bet ir užtikrina įkrovimo kontrolę bei celių balansavimą.
- Programuojami akumuliatorių kontroleriai: Pažangiausi įrenginiai, leidžiantys nustatyti tikslias įtampos ribas, delsos laiką ir kitus parametrus. Daugelis jų turi Bluetooth ar WiFi jungtis nuotolinei stebėsenai.
Praktiškki matavimai rodo, kad tinkamas išsikrovimo apsaugos įrenginys gali pailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką 2-3 kartus, ypač intensyvaus naudojimo scenarijuose.
tags: #imontuotas #akumuliatoriaus #tipas